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ANDREA CERVO
Docente a contratto
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Controllo di sistemi digitali
Ingegneria gestionale (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso introduce gli aspetti teorici ed applicativi del controllo effettuato mediante un sistema digitale di elaborazione dati. Il corso parte dalla teoria del controllo a tempo continuo per introdurre gli aspetti specifici del controllo a tempo discreto.
Prerequisiti
Controlli Automatici
Programma del corso
Introduzione:
- Presentazione degli obiettivi del corso tramite esempi di controllo industriale.
Parte I: Controllo Logico
- I controlli digitali di sistemi
- Logica di funzionamento di un controllore digitale (PLC: Programmable Logic Controller)
- Un esempio di programmazione di PLC
- Sistemi di elaborazione a tempo reale per il controllo.
- Linguaggi di programmazione per i PLC (Standard IEC 61131-3)
- Organizzazione ed architettura del software di controllo.
- Ingegneria del software di controllo
- Design pattern per il software di controllo: ciclo di vita, documentazione e commento del software di controllo.
Parte II: Controllo a tempo discreto di sistemi continui
- La modellistica dei sistemi a tempo discreto: equazioni alle differenze e trasformate Z. Proprietà delle trasformate Z (senza dimostrazione).
- Implementazione dei sistemi a tempo discreto: Funzioni di trasferimento a tempo discreto, poli e stabilità.
- Implementazione in digitale del controllore a tempo continuo: algoritmi di discretizzazione.
Parte III: esempi ed applicazioni.
- Esempi applicati al controllore PLC
- La modellista e la simulazione
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni teoriche in aula e esercitazioni di laboratorio sulla analisi e progetto del controllore a tempo discreto dei sistemi dinamici tramite modelli matematici simulati.
Il corso è erogato con l'ausilio di slides in lingua inglese.
Oltre ai contenuti obbligatori, su piattaforma online verranno resi disponibili materiali multimediali extra per poter approfondire alcune tematiche di particolare interesse per quanto concerne la Smart Manufacturing e le tematiche di digitalizzazione in ambito industriale.
Testi di riferimento
Digital Control Engineering, Second Edition: Analysis and Design, M. Sami Fadali and Antonio Visioli, Academic Press; 2 edition (September 20, 2012), ISBN-10: 0123943914 (Disponibile in lingua inglese/Available in English)
Verifica dell'apprendimento
L’esame prevede la soluzione di un esercizio da svolgere al computer di analisi e di progetto. Nella prova orale lo studente presenta e discute l’elaborato risultato dell’esercizio proposto e risponde ad alcune domande di carattere teorico sui temi trattati nel corso. Su richiesta dello studente è possibile sostenere l'esame in lingua inglese.
Risultati attesi
Gli obiettivi di apprendimento attesi a seguito del completamento del corso e superamento del relativo esame sono, con riferimento ai descrittori di Dublino, i seguenti:
Conoscenza e capacità di comprensione:
1. Conoscenza e comprensione della modellistica dei sistemi dinamici lineari digitali.
2. Conoscenza e comprensione di formalismi matematici (Trasformata Zeta) per descrivere modelli matematici dei sistemi lineari a tempo discreto.
3. Conoscenza e comprensione delle procedure per il progetto dei sistemi di controllo nel dominio del tempo, tramite lo strumento “luogo delle radici”.
4. Conoscenza e comprensione della implementazione del controllore digitale in un sistema computerizzato.